水泥工業(yè):從排放大戶向廢物利用的華麗轉(zhuǎn)身
編者按 2010年末,工業(yè)和信息化部印發(fā)了《關(guān)于水泥工業(yè)節(jié)能減排的指導(dǎo)意見》。《意見》明確提出,到“十二五”末,全國水泥顆粒物排放在2009年基礎(chǔ)上再降50%,大城市周邊的水泥企業(yè)基本形成協(xié)同處置城市生活垃圾和城市污泥的能力。
目前,全國水泥生產(chǎn)中所需原料約有20%以上是來自工業(yè)廢棄物,這使得水泥工業(yè)真正成為利廢大戶。
隨著世界能源問題的突出和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的提出,人們的注意力不僅僅對各種類型的廢棄物的化學(xué)成分倍加重視,以期在某些工業(yè)可以替代原料加以利用,而且開始對那些可燃性廢料在燃燒時發(fā)出的熱量表現(xiàn)出極大興趣,以期這些熱值在工業(yè)生產(chǎn)中得到充分利用。
蔣明麟
長期以來,水泥界的科技工作者利用水泥工業(yè)的工藝和產(chǎn)品特點(diǎn),致力于對工業(yè)廢棄物替代水泥原料的工作,并取得了巨大成績。電廠粉煤灰、高爐礦渣、硫鐵渣、銅渣、煙氣脫硫石膏、電石渣、赤泥等工業(yè)廢棄物都在水泥生產(chǎn)中作為生產(chǎn)水泥的原料得到了充分的利用。
但是由于環(huán)境問題,傳統(tǒng)的處置廢棄物的方法,如廢物焚燒爐、垃圾填埋法等受到了嚴(yán)重挑戰(zhàn)。因此,世界各國特別是西歐、美國、日本等發(fā)達(dá)國家都對利用水泥工業(yè)的回轉(zhuǎn)窯來處置和利用可燃工業(yè)廢棄物進(jìn)行了技術(shù)政策研究和工業(yè)實(shí)踐。事實(shí)證明,在規(guī)范的法規(guī)指導(dǎo),有效的技術(shù)裝備和科學(xué)的工藝操作下,利用水泥工業(yè)處置可燃工業(yè)廢棄物是一種在不影響產(chǎn)品的質(zhì)量的條件下改善環(huán)境、節(jié)約能源、提高效益的行之有效的,符合可持續(xù)發(fā)展的好辦法。
利用廢物比焚燒廢物更省錢
從可持續(xù)發(fā)展的角度出發(fā),處置工業(yè)廢棄物首先要從源頭上減少產(chǎn)生廢棄物的數(shù)量,這是解決問題的最直接有效的辦法;其次是要改進(jìn)生產(chǎn)工藝使在生產(chǎn)中產(chǎn)生不合格產(chǎn)品可以重新回到生產(chǎn)流程中加以重新加工、處理,生產(chǎn)出合格、有用的產(chǎn)品,或者增加生產(chǎn)流程對一些廢棄物在這個流程中得到充分利用,生產(chǎn)出合格產(chǎn)品。再次是在生產(chǎn)廢棄物的企業(yè)中單獨(dú)處理技術(shù)困難或者處理費(fèi)用昂貴,可以把這些廢棄物集中加工后送到適合處置利用它們的生產(chǎn)流程中作為原料或燃料加以處理和利用。
從處置和利用可燃性工業(yè)廢棄物的方案和工藝、設(shè)備要求,可知水泥工業(yè)在處置和利用可燃性工業(yè)廢棄物具有處理溫度高,焚燒停留時間長,水泥回轉(zhuǎn)窯筒體長,工業(yè)廢棄物在回轉(zhuǎn)窯高溫狀態(tài)下持續(xù)時間長,焚燒狀態(tài)易于穩(wěn)定,沒有廢渣排出等特點(diǎn)。
此外,處置和利用可燃性工業(yè)廢棄物還可以減少全社會的廢氣排放量。由于可燃性工業(yè)廢棄物在回轉(zhuǎn)窯中處置時放出一定數(shù)量的熱量,因而對礦物質(zhì)燃料產(chǎn)生替代作用,減少了水泥工業(yè)對礦物質(zhì)燃料(煤、天然氣、重油等)的需要量。這種把可燃性工業(yè)廢棄物加到水泥工業(yè)回轉(zhuǎn)窯與傳統(tǒng)的礦物質(zhì)燃料混燒方式,比單獨(dú)的水泥生產(chǎn)和焚燒廢棄物所產(chǎn)生對大氣的廢氣排放量大為減少,減少量根據(jù)可燃性工業(yè)廢棄物使用量成正比。
水泥工業(yè)燒成系統(tǒng)和廢氣處理系統(tǒng),使燃燒之后的廢氣經(jīng)過較長的路徑和良好的冷卻和收塵設(shè)備,有著較高的吸附、沉降和收塵作用,排入大氣的灰塵和有害氣體大量降低,均能達(dá)到當(dāng)?shù)卣刂频呐欧艠?biāo)準(zhǔn),收塵下來的粉塵經(jīng)過輸送系統(tǒng)返回原料制備系統(tǒng)來重新加以利用。
利用水泥回轉(zhuǎn)窯來處置可燃廢料,雖然要在工藝設(shè)備和測量設(shè)施投入資金,進(jìn)行必要的改造,以適應(yīng)用可燃廢料作為替代燃料帶來的技術(shù)和環(huán)保問題。但其投資比新建專用焚燒廠來說是大大節(jié)省了投資。在運(yùn)行成本上,盡管燃燒可燃性工業(yè)廢棄物要由于設(shè)備的折舊、電力和原材料的消耗,人工費(fèi)用等使費(fèi)用增加,但是由于節(jié)省了燃料,降低了燃料成本,使運(yùn)行成本降低,而這種經(jīng)濟(jì)效益,將隨著替代物品的增加不斷提高。
專門預(yù)處理企業(yè)“應(yīng)運(yùn)而生”
隨著需要處置的工業(yè)廢棄物種類和數(shù)量的增加,以及水泥企業(yè)用可燃性工業(yè)廢棄物作為替代燃料需求量的提高,為了提高利用效率,降低成本,保證安全和進(jìn)一步改善環(huán)境質(zhì)量,對于工業(yè)廢棄物的處置和利用任務(wù),分別有不同的專業(yè)化企業(yè)來進(jìn)行。因此,專門從事廢棄物收集和預(yù)處理的企業(yè)應(yīng)運(yùn)而生了,并且規(guī)模不斷擴(kuò)大,技術(shù)水平不斷提高。這類企業(yè)的產(chǎn)生,徹底改變了可燃性工業(yè)廢棄物在水泥工業(yè)處置和利用早期起步階段由水泥企業(yè)完成全部從收集-運(yùn)輸-儲存-加工預(yù)處理-水泥工業(yè)混燒的任務(wù),而是按照專業(yè)化分工,分別由專門的運(yùn)輸企業(yè)、預(yù)處理企業(yè)和最終處置和利用它們的工業(yè)企業(yè)各自去完成,體現(xiàn)了現(xiàn)代社會在生產(chǎn)方式上的社會化和專業(yè)化特點(diǎn)。
這些廢棄物預(yù)處理工廠,不論處理任何形態(tài)的廢棄物盡量做到在密閉式生產(chǎn),采用高度的機(jī)械化、電氣化和自動化技術(shù)的設(shè)施,以提高勞動生產(chǎn)率和保證操作人員的安全和健康。預(yù)處理廠執(zhí)行著嚴(yán)格的環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。對于灰塵,排放氣體中的有害氣體,臭味,以及生產(chǎn)和廠區(qū)環(huán)境的清洗水,雨水,都設(shè)有完整的凈化措施和不斷地減量化,達(dá)到當(dāng)局規(guī)定的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)(ISO-14000)。這些廢棄物預(yù)處理廠,都設(shè)有設(shè)置齊全的各種專業(yè)的化驗(yàn)和檢驗(yàn)設(shè)備和專業(yè)化驗(yàn)人員。執(zhí)行著嚴(yán)格的廢棄物進(jìn)廠的驗(yàn)貨驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)和批量登記、廢棄品在處理過程中的生產(chǎn)控制分析、在發(fā)貨之前的對預(yù)處理成品的檢驗(yàn)三個主要步驟。這些分析檢驗(yàn)都是要留有文件記載的。
這些廢棄物預(yù)處理廠都設(shè)有完備的防火、防爆和事故處置系統(tǒng)。對職工配備了必要的勞動防護(hù)用具。確保工廠設(shè)備的安全和員工的健康和安全。
這些廢棄物預(yù)處理廠在設(shè)置地點(diǎn)上,大多選擇既要靠近最終的用戶(水泥工廠和其他可用預(yù)處理的產(chǎn)品做替代燃料的工廠),又要距離主要廢棄物發(fā)生源距離較近,以降低運(yùn)輸成本。
歐洲的經(jīng)驗(yàn):政策給力
由于利用水泥工業(yè)處置可燃性廢棄物,既給企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)效益,又能使全社會取得良好的環(huán)境效益,同時又能避免為處置這些工業(yè)廢棄物而興建專門的焚燒廠和填埋場,增加費(fèi)用。因此,國際上許多發(fā)達(dá)國家都制訂相應(yīng)的法規(guī)和政策來推動這項(xiàng)技術(shù)的廣泛應(yīng)用和健康有序的發(fā)展。以歐盟各國情況為例,可以說明這方面政府應(yīng)當(dāng)做好哪些工作。
首先是制訂有關(guān)法規(guī)和經(jīng)濟(jì)政策。逐步禁止部分可燃性廢棄物采用填埋處置,限制采用專門焚燒爐的處置,鼓勵采用在工業(yè)生產(chǎn)中,特別是在水泥工業(yè)回轉(zhuǎn)窯中混燒。歐盟規(guī)定到2005年不能填埋有機(jī)物,2007年不能填埋廢舊輪胎,2009年歐盟國家不能采用填埋處置廢棄物的方式。另外,各國政府在廢棄物回填處理時收費(fèi)較高,并且逐年提高收費(fèi)價(jià)格。其價(jià)格要高于把廢料送給由廢棄物預(yù)處理廠處理的費(fèi)用。
歐盟在2000年12月4日公布了2000/76/EC的指令用來指導(dǎo)歐盟國家在廢棄物焚燒方面的技術(shù)要求。其中,專門列出了用于在水泥廠回轉(zhuǎn)窯混燒廢棄物的特殊條款。
對于產(chǎn)生廢棄物的各類企業(yè),要按照當(dāng)局法律規(guī)定,在當(dāng)局認(rèn)可的機(jī)構(gòu)進(jìn)行對廢棄物的處置(包括焚燒、混燒和填埋)。企業(yè)要按照當(dāng)局規(guī)定認(rèn)可的價(jià)格由廢棄物產(chǎn)生的企業(yè)付給廢棄物處置企業(yè)或機(jī)構(gòu)處置的費(fèi)用。企業(yè)不得未經(jīng)當(dāng)局有關(guān)管理部門的批準(zhǔn),自行處置或丟棄。否則,他們將受到法律的制裁。
這種由廢棄物產(chǎn)生者繳納廢棄物處置費(fèi)用的做法,從源頭促進(jìn)和保證了廢棄物科學(xué)、有效、合理處置和利用的資金來源,保證了廢棄物處置和利用中物質(zhì)流和資金流同向流動。這就是為什么在這些國家里廢棄物處置和利用事業(yè)健康有序發(fā)展的關(guān)鍵。而政府的宏觀管理在這方面起到了決定性作用。(詳見:廢棄物處置和利用工作中的物質(zhì)流和資金流圖示)
各國政府為了推行可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略,加強(qiáng)廢棄物綜合利用和改善環(huán)境質(zhì)量,在財(cái)政投入和稅收政策上作了必要的調(diào)整。如:丹麥政府規(guī)定當(dāng)水泥產(chǎn)業(yè)應(yīng)用可燃燒廢棄物做替代燃料時,由于減少了使用礦物質(zhì)燃料數(shù)量使總的CO2的排放量有所減少,可以采用間接CO2減小量退取能源稅金(CO2排放稅)的辦法,使企業(yè)得到經(jīng)濟(jì)效益。
法國政府對于向廢棄物預(yù)處理廠支付費(fèi)用時,按照處理量由政府財(cái)政提供30%的資金支持。使得在處理和利用廢棄物從源頭上得到資金支持。
比利時政府當(dāng)局對于興建集中的廢棄物預(yù)處理廠給予不收土地費(fèi)用的支持。以便降低興建這類企業(yè)時的初期投資。
各國政府都利用價(jià)格杠桿作用,不斷提高廢棄物填埋的費(fèi)用,使企業(yè)從經(jīng)濟(jì)利益考慮,比較容易接受將廢棄物由預(yù)處理廠集中處置,然后進(jìn)行利用的方針。
通過以上各項(xiàng)政策措施,目前歐洲各國政府的目標(biāo)是:通過使用AFR(AlternativeFuelsandRawMaterial)使每一個人獲益。即AFR的制造商,以及使用者和人們生存的環(huán)境達(dá)到三贏。
各國政府普遍提出“你的廢料就是我的原燃材料”的策略,以便真正使需要運(yùn)到焚燒廠、填埋廠的廢物量減少,并且大量節(jié)約自然資源。
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